一種用於改善果園土壤透氣性的組合物及其使用方法與流程
2023-06-08 15:26:46 1
本發明屬於果園栽培技術領域，具體涉及一種用於改善果園土壤透氣性的組合物及其使用方法。
背景技術：
土壤是植物生長的根基，植物植根於土壤中，根系生長需要土壤提供充足的礦質營養和水分外，還需要具有良好的透氣性，以保證植物根系正常的呼吸所用。土壤氧氣含量也是評價土壤肥力的一項指標。
目前，在果樹生產中，由於栽培管理措施不當導致土壤板結，土壤通透性變差。在土壤黏重的地段，土壤透氣性更差。加之植物根系和土壤微生物等呼吸作用的影響，造成土壤co2濃度很高，而o2濃度卻較少，引起根系土壤通氣不良或氧氣不足。果園土壤透氣性不良，抑制了果樹根系的有氧呼吸，進而對植株產生毒害，影響植株的生長發育。這種影響對根系需氧量較高的果樹更為明顯。生產中發現，土壤透氣性好的果園，果實含糖量高，品質優。土壤透氣性顯著影響果實品質。因此，如何改善果樹根區土壤透氣性，是保證果樹正常生長發育和果實優質豐產的關鍵。
傳統的改善土壤透氣性的方法，多通過增施有機肥的方法來改善土壤結構，提高土壤透氣性，如專利「提高土壤透氣性的複合肥」(申請號：2016105319597)公開了一種以十二烷基苯磺酸鈉、硼酸、三聚磷酸鈉、氫氧化鈉等多種化合物為原料製備得到的一種複合肥，該複合肥對土壤團粒結構具有改善作用，能夠增加土壤的透氣性，對植株的生長有促進作用；然而此種方法需要耗費大量的人力物力，成本較高，並且需要連年施用有機肥才能保持效果；同時在土壤中施加如此多種化合物，可能導致土壤ph、微生物群落等生理生化指標的改變，帶來潛在的負面影響；或者通過園區深翻的方式改善土壤通透性，這種方法最為傳統簡單，但是由於對土壤本身性質未作出任何改變，因此需要長期連年深翻才能保持效果，人力物力耗費大。因此急需研發一種省工、易於操作、效果持久的改善果園土壤透氣性的新方法。
技術實現要素：
針對上述現有技術的不足，本發明提供一種用於改善果園土壤透氣性的組合物。該組合物無毒無汙染，能夠有效改善果園土壤透氣性，改善土壤團粒結構，促進土壤中好氣微生物活動，從而達到提高果樹根系活力，促進果樹根系生長和樹體生長發育之目的。
具體的，本發明的第一個方面，公開了一種用於改善果園土壤透氣性的組合物，所述組合物為顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的混合物；所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為3-6:3:2；進一步優選的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為5:3:2；
本發明中，聚丙烯醯胺(pam)具有較強的吸水性，且具有反覆吸水、緩慢釋放吸持水分的特性，在農業生產中常作為保水劑與土壤混合使用以達到保水之目的；
玉米芯顆粒來源豐富，在農業生產中大量存在，由於玉米芯具有較高的比表面積，同時內部結構具有多孔性特徵，因此同樣具有較強的吸水性能；
碳渣作為一種煤炭燃燒廢棄物，現有研究發現碳渣施加在土壤中可保持土壤持久的鬆散狀態，改善土壤透氣性和透水性，提高土壤通透性；
發明人通過研究發現，將上述三種廉價易得材料按一定比例混合後，利用顆粒狀聚丙烯醯胺較強的吸水性，膨脹性，且具有反覆吸水、緩慢釋放吸收水分的特性，在其吸收和放水過程中，其膨脹與收縮增大了土壤空隙，從而使得土壤由緊實變疏鬆；另外，通過聚丙烯醯胺吸水特性，吸收保持住土壤空隙中的水分，進而提高土壤空隙中空氣含量，達到改善土壤通透性之目的；同時利用質地較硬的玉米芯顆粒和碳渣的吸水和支撐作用，在顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣集中施用層，形成一層「蓄水透氣層」，從而促進根區「蓄水透氣層」上下部土壤中氣體的流通，改善根區透氣性，提高土壤氧氣含量。
進一步的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為3-6mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為8-12mm；所述碳渣的粒徑為5-10mm；更進一步優選的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為5mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為10mm；所述碳渣的粒徑為10mm；採用上述粒徑分布，使得聚丙烯醯胺能夠均勻分散至玉米芯顆粒、碳渣的孔隙之間並進行填充，由於聚丙烯醯胺的強吸水膨脹性和失水收縮性，從而帶動質地較硬的玉米芯顆粒和碳渣的運動，從而有效增大土壤孔隙；改善土壤通透性；同時，由於聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的吸水性能不同，三者形成不同步的吸水和失水過程，從而使得因吸水和失水導致的相對運動時間得以延長，從而極大延長組合物發揮作用時間，進一步提高土壤通氣性。
本發明的第二個方面，公開了上述用於改善果園土壤透氣性的組合物的使用方法，具體的，使用方法如下：
(1)在果樹樹盤內開挖若干個均勻分布的土穴，將混勻後的顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣填放在土穴底部，形成一層「蓄水透氣層」；
(2)向土穴內加水，待水浸透組合物，土穴內不見明水後，將園土回填至土穴內，並澆透水。
進一步的，所述土穴直徑為40-60cm，深度為30-40cm，土穴數量為4-8個；
進一步的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為3-6:3:2；進一步優選的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為5:3:2；
進一步的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為3-6mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為8-12mm；所述碳渣的粒徑為5-10mm；
更進一步優選的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為5mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為10mm；所述碳渣的粒徑為10mm；
進一步的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣混合物的填放厚度為3-5cm；
進一步的，所述改善果園土壤透氣性的組合物的使用方法如下：
在果樹樹盤內，距樹幹60cm處，挖挖均勻分布的，直徑為50cm、深度為35cm的土穴4個，然後將按體積比為5:3:2，混合均勻的顆粒狀聚丙烯醯胺(粒徑5mm)、玉米芯顆粒(粒徑10mm)和碳渣混合物(粒徑10mm)，均勻集中填放在土穴底部，形成一層「蓄水透氣層」，填放厚度為3cm，然後灌水5升，然後將園土填滿土穴，最後澆透水。
在上述使用方法中，發明人並非採用傳統將組合物與土壤混合的方式，而是採用集中填放的方式，將用於改善果園土壤透氣性的組合物填放至靠近樹盤的土穴中，形成一層「蓄水透氣層」，在涵養水源並能有效貯存一定量氣體的同時，因顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的吸水失水效應，從而鬆動果樹根系土壤，增加土壤透氣性，改善根區透氣性，提高了根區土壤氧氣含量；從而提高果樹根系活力，促進植株的生長發育。
本發明的第三個方面，公開了上述使用方法在改善果園土壤透氣性中的應用。
本發明的有益效果：
本發明利用聚丙烯醯胺較強的吸水性，膨脹性，且具有反覆吸水、緩慢釋放吸收水分的特性，其膨脹與收縮增大了土壤空隙，從而土壤由緊實變疏鬆，改善土壤通透性。同時利用玉米芯顆粒和碳渣的吸水和支撐作用，在顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣集中施用層，形成一層「蓄水透氣層」。該方法可促進根區「蓄水透氣層」上下部土壤中氣體的流通，改善根區透氣性，提高土壤氧氣含量。通過使用該方法可達到穩定果樹根區土壤水氣環境，提高果樹根系活力，促進根系和植株生長發育的目的。
本發明採用的原料即聚丙烯醯胺、玉米芯和碳渣廉價易得，其中玉米芯和碳渣為農業、工業廢棄物，本發明將其變廢為寶，實現了資源二次利用；同時本發明方法簡便有效，易於操作，效果持久，克服了傳統施用有機肥或深翻需要連年施用的弊端，便於在果樹生產實踐中推廣應用。
具體實施方式
應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。
需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件或它們的組合。
正如背景技術所介紹的，傳統的改善土壤透氣性的方法，多通過增施有機肥的方法來改善土壤結構，提高土壤透氣性。或通過園區深翻的方式改善土壤通透性，取得了一定的效果，但這種方式需要耗費大量的人力物力，成本較高，並且需要連年施用有機肥或連年深翻才能保持效果。
有鑑於此，本發明的一種典型的實施方式中，提供一種用於改善果園土壤透氣性的組合物，所述組合物為顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的混合物；所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為3-6:3:2；進一步所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為5:3:2；
本發明的又一典型實施方式中，所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為3-6mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為8-12mm；所述碳渣的粒徑為5-10mm；更進一步的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為5mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為10mm；所述碳渣的粒徑為10mm；
本發明的又一典型實施方式中，提供了上述用於改善果園土壤透氣性的組合物的使用方法，具體的，使用方法如下：
(1)在果樹樹盤內開挖若干個均勻分布的土穴，將混勻後的顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣填放在土穴底部，形成一層「蓄水透氣層」；
(2)向土穴內加水，待水浸透組合物，土穴內不見明水後，將園土回填至土穴內，並澆透水。
所述土穴直徑為40-60cm，深度為30-40cm，土穴數量為4-8個；
所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為3-6:3:2；進一步優選的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣的體積比為5:3:2；
所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為3-6mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為8-12mm；所述碳渣的粒徑為5-10mm；
進一步的，所述顆粒狀聚丙烯醯胺的粒徑為5mm；所述玉米芯顆粒的粒徑為10mm；所述碳渣的粒徑為10mm；
所述顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣混合物的填放厚度為3-5cm；
本發明的又一典型實施方式中，提供所述改善果園土壤透氣性的組合物的使用方法如下：
在果樹樹盤內，距樹幹60cm處，挖挖均勻分布的，直徑為50cm、深度為35cm的土穴4個，然後將按體積比為5:3:2，混合均勻的顆粒狀聚丙烯醯胺(粒徑5mm)、玉米芯顆粒(粒徑10mm)和碳渣混合物(粒徑10mm)，均勻集中填放在土穴底部，形成一層「蓄水透氣層」，填放厚度為3cm，然後灌水5升，然後將園土填滿土穴，最後澆透水。
本發明的又一典型實施方式中，公開了上述使用方法在改善果園土壤透氣性中的應用。
為了進一步對本發明進行解釋說明，提供如下實施例和對比例。
實施例1
在2015年3月中旬，在山東農業大學園藝試驗站，2年生「春美」桃園內，隨機選定50株果樹，在樹盤內，距樹幹60cm處，挖挖均勻分布的，直徑為50cm、深度為35cm的土穴4個，然後將按體積比為5:3:2，混合均勻的顆粒狀聚丙烯醯胺(粒徑5mm)、玉米芯顆粒(粒徑10mm)和碳渣(粒徑10mm)混合物，均勻的、集中填放在土穴底部，形成一層「蓄水透氣層」，填放厚度為3cm，然後灌水5升，然後將園土填滿土穴，最後澆透水。
通過採用該方法，可在根區聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣集中施用土層，形成一層「蓄水透氣層」，即能保持住水分，又可貯存一部分氣體，為周邊土壤提供氣體供應。該蓄水透氣層可促進桃樹根區深層土壤與表層土壤及大氣中氣體的流通和交換，改善根區透氣性，提高了根區土壤氧氣含量；穩定根區土壤水分狀況，提高桃樹根系活力，促進植株的生長發育。並可顯著提高桃幼樹生長中後期葉片葉綠素含量，葉面積和淨光合速率；提高了桃幼樹生長後期葉片保護性酶活性，延緩葉片衰老，促進根系生長，並可有效提高養分利用效率，其中氮肥吸收利用率較未施用前提高24％；當年採摘桃果實含糖量提高5.2％；在第二年即2016年測定，氮肥吸收利用率較未施用前提高22％；採摘桃果實含糖量較2014年果實提高5.6％；
可見，該方法可有效提高桃樹根區土壤氧氣含量，穩定根區土壤水氣狀況，促進植株生長發育，提高果實含糖量，改善果實品質，同時具有較好的效果持久性，從而降低生產成本。
對比例1
方法同實施例1，唯一區別之處在於將顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣三者的體積比定為1:1:1。
對比例2
方法同實施例1，唯一區別之處在於將顆粒狀聚丙烯醯胺、玉米芯顆粒和碳渣三者的粒徑積均為10mm。
經統計，對比例1和對比例2實施效果遠低於實施例1，其中對比例1當年氮肥吸收利用率較未施用前提高4％；當年採摘桃果實含糖量提高2.2％；次年氮肥吸收利用率較未施用前提高2.3％；次年採摘桃果實含糖量僅提高1.3％；其中對比例2當年氮肥吸收利用率較未施用前提高6％；當年採摘桃果實含糖量提高1.9％；次年氮肥吸收利用率較未施用前提高4％；次年採摘桃果實含糖量僅提高1.5％。
以上所述僅為本申請的優選實施例而已，並不用於限制本申請，對於本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護範圍之內。